Дослідження кавітаційних процесів в замкненому об’ємі шестеренного насоса
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.139583Ключові слова:
шестеренний насос, замкнений об’єм, вихор, відеофіксація, кавітація, кавітаційна бульбашкаАнотація
Досліджуються процеси в замкненому об’ємі шестеренного насоса, який утворюється внаслідок особливостей геометрії евольвентного зачеплення, які властиві насосам даного типу. В рідині, що знаходиться в замкненому об’ємі, при обертанні шестерень виникає ряд складних гідродинамічних процесів. Внаслідок зміни величини замкненого об’єму відбувається компресія рідини, а також розрідження. При зниженні тиску в рідині нижче рівня тиску насиченої пари в ній виникає кавітація. Крім того, внаслідок обертання шестерень виникає вихровий рух рідини, що призводить до появи вихорів, в центрі яких відбувається зниження тиску, тобто вихори є потенційними зародками кавітації. Високошвидкісна відеофіксація дозволила детально розглянути процес виникнення та росту кавітаційних явищ в замкненому об’ємі, дослідити динаміку деформації кавітаційної бульбашки та каверни, що утворюються в замкненому об’ємі.
За результатами обробки отриманих під час досліджень кінограм, були отримані залежності, що показують характер зміни розміру кавітаційної бульбашки та каверни. Отримані залежності мають нелінійний характер та точку екстремуму. Екстремум на графіку за часом спостерігається після розкриття замкненого об’єму, тобто потрібен деякий час (близько 0,3 мс) для зростання тиску в міжзубній западині. Причому екстремум спостерігається майже одночасно, як для деформації каверни, так і для деформації окремої бульбашки. Радіус бульбашки в рідині залежить від окремих факторів, а саме, властивостей рідини та значення тиску, для розрахунку якого можна скористатися наведеними у роботі залежностями відповідно до умов виникнення кавітаціїПосилання
- Grivnin, Yu. A., Zubrilov, S. P. (1985). Kavitaciya na poverhnosti tverdyh tel. Leningrad: Sudostroenie, 124.
- Fedotkin, I. M., Gulyi, I. S. (1997). Kavitaciya. Kavitacionnaya tekhnika i tekhnologiya, ih ispol'zovanie v promyshlennosti. Kyiv: Poligrafkniga.
- Stryczek, J., Antoniak, P., Jakhno, O., Kostyuk, D., Kryuchkov, A., Belov, G., Rodionov, L. (2015). Visualisation research of the flow processes in the outlet chamber–outlet bridge–inlet chamber zone of the gear pumps. Archives of Civil and Mechanical Engineering, 15 (1), 95–108. doi: https://doi.org/10.1016/j.acme.2014.02.010
- Yoon, Y., Park, B.-H., Shim, J., Han, Y.-O., Hong, B.-J., Yun, S.-H. (2017). Numerical simulation of three-dimensional external gear pump using immersed solid method. Applied Thermal Engineering, 118, 539–550. doi: https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2017.03.014
- Zhou, J., Vacca, A., Casoli, P. (2014). A novel approach for predicting the operation of external gear pumps under cavitating conditions. Simulation Modelling Practice and Theory, 45, 35–49. doi: https://doi.org/10.1016/j.simpat.2014.03.009
- Rituraj, F., Vacca, A. (2018). External gear pumps operating with non-Newtonian fluids: Modelling and experimental validation. Mechanical Systems and Signal Processing, 106, 284–302. doi: https://doi.org/10.1016/j.ymssp.2017.12.042
- Frosina, E., Senatore, A., Rigosi, M. (2017). Study of a High-Pressure External Gear Pump with a Computational Fluid Dynamic Modeling Approach. Energies, 10 (8), 1113. doi: https://doi.org/10.3390/en10081113
- Ertürk, N. (2008). Experimental Study of the Flow in an External Gear Pump by Time Resolved Particle Image Velocimetry. University of Rovira, Tarragona Spain, 12.
- Stryczek, J., Kostiuk, D. V., Yakhno, O. M. (2014). Flows Features in the Internal Channels of Involute External Gear Pumps. Naukovi visti Natsionalnoho tekhnichnoho universytetu Ukrainy "Kyivskyi politekhnichnyi instytut", 1, 64–70.
- Stas', S. V., Shkarabura, N. G., Yahno, O. M. (2008). Eksergeticheskiy analiz struynyh potokov. Visnyk Kremenchutskoho Derzhavnoho politekhnichnoho universytetu imeni Mykhaila Ostrohradskoho, 2 (49), 114–119.
- Yahno, O. M., Seminskaya, N. V., Kolesnikov, D. V., Stas', S. V. (2014). Destabilization of stream in a channel with the length-varying flow rate. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3 (7 (69)), 45–49. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2014.24658
- Pernik, A. D. (1988). Problemy kavitacii. Leningrad: Sudostroenie, 438.
- Kuleshkov, Yu. V., Chernovol, M. I., Bevz, O. V., Titov, Yu. A. (2009). Shesterennye nasosy s asimmetrichnoy liniey zacepleniya shesteren (teoriya, konstrukciya i raschet). Kirovograd, 243.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2018 Dmytro Kostiuk, Denis Kolesnikov, Serhiy Stas, Oleh Yakhno
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
